Protein iz vašeg probavnog trakta protiv bakterija

Sluznice koje oblažu tijelo ispunjene su obrambenim molekulama koje pomažu u sprječavanju mikroba da uzrokuju upale i infekcije. Među tim molekulama su lektini, proteini koji prepoznaju mikrobe i druge stanice vezanjem na šećere koji se nalaze na staničnim površinama.

Istraživači s američkog tehnološkog instituta MIT, otkrili su da jedan od tih lektina ima širokospektralno antimikrobno djelovanje protiv bakterija koje se nalaze u gastrointestinalnom traktu.

Ovaj lektin, poznat kao intelektin-2, veže se na molekule šećera koje se nalaze na bakterijskim membranama, hvatajući bakterije i sprječavajući njihov rast. Osim toga, može umrežiti molekule koje čine sluz, pomažući u jačanju sluzne barijere.

„Ono što je izvanredno jest da intelektin-2 djeluje na dva komplementarna načina. Pomaže u stabilizaciji sloja sluzi, a ako je ta barijera ugrožena, može izravno neutralizirati ili obuzdati bakterije koje počnu izlaziti“, kaže Laura Kiessling, profesorica kemije na MIT-u i glavna autorica studije.

Istraživači kažu da bi ovakva vrsta širokospektralne antimikrobne aktivnosti mogla učiniti intelektin-2 korisnim kao potencijalnim terapeutikom. Također bi se mogao iskoristiti za jačanje sluzne barijere kod pacijenata s poremećajima poput upalne bolesti crijeva.

Trenutni dokazi upućuju na to da ljudski genom kodira više od 200 lektina koji vežu ugljikohidrate i igraju različite uloge u imunološkom sustavu i u komunikaciji između stanica. Kiesslingin laboratorij, koji je istraživao interakcije lektina i ugljikohidrata, nedavno se zainteresirao za obitelj lektina nazvanih intelektini. Kod ljudi ova obitelj uključuje dva lektina, intelektin-1 i intelektin-2.

Ta dva proteina imaju vrlo slične strukture, ali intelektin-1 se razlikuje po tome što se veže samo na ugljikohidrate koji se nalaze u bakterijama i drugim mikrobima. Prije otprilike 10 godina, Kiessling i njezini kolege uspjeli su otkriti strukturu intelektina-1, ali njegove funkcije još uvijek nisu u potpunosti razjašnjene.

U novoj studiji, istraživači su otkrili da se i ljudski i mišji intelektin-2 veže na molekulu šećera zvanu galaktoza. Ovaj šećer se obično nalazi u molekulama zvanim mucini koje čine sluz. Kada se intelektin-2 veže na te mucine (glikoproteine velike molekulske mase), pomaže u jačanju sluzne barijere, otkrili su istraživači.

Galaktoza se također nalazi u ugljikohidratima koji se nalaze na površinama nekih bakterijskih stanica. Istraživači su pokazali da se intelektin-2 može vezati za mikrobe koji prikazuju te šećere, uključujući mnoge patogene koji uzrokuju gastrointestinalne infekcije.

Istraživači su također otkrili da se tijekom vremena ti zarobljeni mikrobi na kraju raspadaju, što sugerira da ih protein može ubiti narušavanjem njihovih staničnih membrana. Čini se da ova antimikrobna aktivnost utječe na širok raspon bakterija, uključujući i neke koje su otporne na tradicionalne antibiotike.

Istraživači vjeruju da ove dvostruke funkcije pomažu u zaštiti sluznice gastrointestinalnog trakta od infekcije.

„Intelektin-2 prvo jača samu sluznu barijeru, a zatim, ako se ta barijera probije, može kontrolirati bakterije i ograničiti njihov rast“, kaže Kiessling.

Kod pacijenata s upalnom bolešću crijeva, razine intelektina-2 mogu postati abnormalno visoke ili niske. Niske razine mogle bi doprinijeti degradaciji sluzne barijere, dok bi visoke razine mogle ubiti previše korisnih bakterija koje normalno žive u crijevima. Pronalaženje načina za vraćanje ispravnih razina intelektina-2 moglo bi biti korisno za te pacijente, kažu istraživači.